第三章
行為的生理基礎
第三章 行為的生理基礎
國立中正大學心理系所
作者：心理學研究所 陳冠銘
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解說圖形：[ 3-3 | 3-4 | 3-7 | 3-8 | 3-13a | 3-13c | 3-18 | 3-19 | 3-22 ]
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生物學史
演化與行為基因
人類學與考古學研究裡的李基家族（Leaky family）與Lucy、巧人、直立人（homo erectus）、智人（homo sapiens）
拉馬克（Lamarck）、孟德爾（Mandel）、達爾文（Darwin）與道金斯（Dawkins）
mitochondria與『出埃及記』假說（）、多地區起源說
microtubule與意識（Penrose, 1984,詳見『科學之終結』p.186，時報文化）
Tryons的smart mouse 實驗selective breeding
Tsien et al.（1999）的NR2B基因和學習與記憶的關係（ABC news）
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神經系統的組織
神經系統是如何組織的？
神經系統分類的第一層是將神經系統分成中樞神經系統（central nervous system; CNS）與週邊神經系統（peripheral nervous system; PNS）。分類的第二層，中樞神經系統可再分成腦與脊髓，週邊神經系統可再分成體感覺神經系統（somatic nervous system）與自律神經系統（autonomic nervous system; ANS）。分類的第三層，腦可分成前腦（forebrain）、中腦（midbrain）與後腦（hindbrain），脊隨則可分成胸（thoracic）、腹（lumbar）、薦（sacral）三段，自律神經系統則可分成交感神經系統（sympathetic nervous system）、副交感神經系統（parasympathetic nervous system）與腸胃神經系統（eteric nervous system）。
在詳細說明細部結構之前，先說明在神經科學領域是如何指出一個神經核的位置，
腹側（ventral）--背側（dorsal）
前側（anterior, rostral）--後側（posterior, caudal）
外側（lateral）--內側（medial）
請看以下的圖表整理：
Nervous System Central Nervous System
（中樞神經系統） Brain Forebrain（前腦） Basal Ganglia
（基底核）
Cerebral cortex
（大腦皮質*）
Corpus Callosum
（胼胝體）
Thalamus
（視丘）
Hypothalamus
（下視丘）
Limbic System
（邊緣系統） Hippocampus
（海馬回）
Amygdala
（杏仁核）
Midbrain（中腦） Reticular formation （extending from the medulla to the pons and the midbrain）（網狀結構）, also called Reticular Activation System, RAS（網狀激發系統）
Hindbrain（後腦） Medulla
（髓腦）
Pons
（橋腦）
Cerebellum
（小腦）
Spinal cord
Periphral
Nervous
System
（週邊神經系統）
Somatic Nervous System（體感覺神經系統）
Autonomic Nervous System（自律/主神經系統） Sympathetic Nervous System（交感神經系統）
Parasympathetic Nervous System（副交感神經系統）
*小腦也有皮質
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腦
結構與功能
我們的神經系統是由神經管（neural tube）而成，在發展的初期，神經管的大腦部分被粗分成前腦、中腦與後腦三個部分，因此發展完成後的神經核便依它們自那一部份分化而成加以歸類。因此想了解神經組織的結構與功能，必須先從神經發展學（neural development）開始了解。
前腦（Forebrain）
視丘（thalamus）：位於胼胝體下方，是感覺神經的重要傳遞站
下視丘（hypothalamus）：管制自主神經系統、內分泌，維持新陳代謝正常，調節體溫與飢餓、性、渴、痛、壓力反應等
邊緣系統（limbic system）：學習、情緒及動機
海馬回（hippocampus）：學習與記憶
杏仁核（amygdala）：生氣與攻擊
大腦皮質（cerebral cortex）：接收與處理知覺訊息，思考、計畫和送出肌體訊息
中腦（midbrain）視覺與聽覺的反射中樞，瞳孔、眼球、肌肉等活動均受中腦控制
後腦（Hindbrain）
延腦（medulla）（延髓）（medulla oblongata）：控制消化、呼吸、心跳
腦橋（pons）：將神經衝動由腦的一部份傳道另一部份，負責顏面神經
小腦（cerebellum）：控制肌肉運動，以協調姿勢與平衡身體
網狀系統（reticular activating system; RAS）：控制覺醒、注意、睡眠等不同層次的意識狀態
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大腦半球與大腦皮質
大腦的兩個半球有什麼功能？
大腦皮質佔人腦的30%，由灰質（gray matter）構成。其它部分大腦由白質（white matter）構成，處理訊息。為什麼是灰色？為什麼是白色的？
大腦可分為左右兩部份。右眼接受的訊息經由後腦的延腦到左腦。左邊接受的訊息則傳到右腦（Figure 3-12）。兩腦中則靠胼胝體（corpus callosum）來聯繫。
腦側化（hemispheric specialization/lateralization）：
證據：
Roger Sperry（1964）將貓的胼胝體切開，發現由視覺傳到一腦的訊息傳不到另一腦。Roger Sperry因為此類研究而得到諾貝爾獎。
以切開胼肢體使癲癇的抽慉不會由一腦傳到另一腦來治療癲癇病人，也發現切開胼肢體後，病人有兩腦個別處理不同訊息的現象。
進階課程：神經心理學（neuropsychology）
左腦司語言，右腦司視覺空間訊息？
使用美國手語（American sign language）時，激發左腦。
使用非語言的視覺空間的手勢，則激發右腦。
日本成人使用以音為主的kana時，在左腦運作。使用以形為主的kanji時，左右腦一起運作。
進階課程：語言心理學（psycholinguistics）
腦又可分成四個葉（figure 3-13（a））
額葉（frontal lobe） 司抽象思考，肌體運作
頂葉（parietal lobe） 司觸覺、肌肉覺
擷葉（temporal lobe） 司聽覺
枕葉（occipital lobe） 司視覺
在醫學領域也將腦的皮質分成幾個區域，稱為Broadman area的分類方式。
大腦皮質（cerebral cortex）與臚象學（phrenology）
1986，Broca觀察到左半腦受傷，有失語（aphasia）的現象。Wernicke（1848-1905）也觀察到左腦傷有「會說但別人聽不懂他所說」的現象（figure 3-13（c））。
聯合區（association areas）（figure 3-13（c））佔大腦皮質75%。聯合各種訊息，促成有目的的行為，表達有邏輯的，推理的思考。
用力的想？多用腦可消耗體力？
大腦只佔人體重的2.5%，但用20%循環血液，20%葡萄糖，和20%氧氣。
神經傳導（電流 -- 化學分子 -- 電流）
神經元（neuron）是構成神經的基本單位。
神經元包括細胞體（cell body）、樹狀突（dendrites）、軸突（axon）（figure 3-18）。
軸突是由細胞體發出一根較長的分支。樹狀突是遊戲包體周圍發出的分支，呈樹枝狀。
細胞體與軸突的主要功能是與其他神經元合作，接受並傳導神經衝動（neural impulse）。
神經衝動是由刺激引起的電位活動。軸突周圍包有髓鞘（myelin sheath），以防神經衝動再向周圍擴散。
兩神經元之間並不接觸，其中有一小空隙叫做突觸（synapse）。當神經衝動傳至神經元的末端（terminal buttons），胞質中的化學物質發生變化，其表面的小泡破裂，將神經傳導的化學物質注入突觸空隙中，引起放電作用，激動另一神經元，再傳遞神經衝動（figure 3-19）。
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檢視腦的結構與功能
有哪些技術可以檢視腦的結構與功能？這些技術是如何做到的？
你的表現是一大群神經元所造成的，怎麼知道呢？
研究腦的行為
腦活動比平時活躍時，血流量會增加，受試者在控制的情況下先掃一次，刺激後再掃一次，由電腦產生兩圖案間的不同腦活動在受控制與被刺激的情況下的變化。
腦電學（electroencephalograph, EEG）
腦有大量的電流活動因而可測量。但EEG無法搜尋出單一細胞的活動。補此不足，研究者在EEG的連續測量中，採平均誘發電位（evoked response potential）。
電腦斷層（computer assisted tomography, CAT, CT）
Xray-based技術。看腦中血液流量變化。
核磁共振影像（magnetic resonance imaging, MRI）
因磁場會引出不同身體細胞產生不同的能量，因而可以記錄的組織。
Functional MRI
可更進一步，可觀察到腦的運作變化。
正子放射斷層（positron emission tomography, PET）
給受試者注射具有放射性原子的葡萄糖，看腦細胞的活動。
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神經系統中的訊息處理
神經系統從身體接收到訊息的那一刻到身體有反應，是如何處理這些訊息？
reflex, withdrawal reflex
conditioning
learning
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內分泌系統
內分泌系統有哪些基本的組成？它們的功能是什麼？
內分泌腺（endocrine gland）所分泌的化學物質是賀爾蒙（hormone）。賀爾蒙（hormone）促進生長與細胞的分裂生殖。
內分泌腺有figure 3-22
腦垂腺（pituitary gland）
由下視丘控制，它則控制其他內分泌腺。所以又稱master gland。
甲狀腺（thyroid gland）
分泌甲狀腺激素，促進全身細胞氧化作用，增進新陳代謝速率。
副甲狀腺（parathyroid gland）
腎上腺（adrenal gland）
腎上腺皮質（adrenal cortex）：對生存、性別分辨和繁殖功能有關鍵性作用。
腎上腺髓質（adrenal medulla）：分泌腎上腺素，以興奮交感神經，增高血壓，放大瞳孔，加速心跳，與情緒變化有關。
胰腺（pancreas）
分泌胰島素，促進葡萄糖分解，提供細胞所需能量。
性腺（sex gland）
男，睪丸（testis）；女，卵巢（ovary）。
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相關網站
Newton's Apple: Brain and Reflexes
進入心理學的世界－行為的生物基礎
摘自中【心理學報報】第三期 1998.1.12
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作者：愛智客<azic@ksmail.seed.net.tw>
這一章開始講行為的生物基礎，人既然是生物的其中一種，在談心理學的時候，自然也不能忘記人的生物性。這也是為什麼心理學歸類於第三類組的關係，有些學校如政大、高醫的心理系必修人體生理學，在其後則有生理心理學為必修，這也是讀文組出身的人負擔比較大的學科吧。
在本章的前頭，就開始介紹神經元，包括神經的構造（樹突、細胞本體、軸突，）以及神經如何透過電位來傳遞訊息。再來講到神經元與神經元之間有個突觸，訊息透過神經傳導素的作用完成神經元間的傳遞。
當然，人體與心理學最有關的器官就是我們的大腦了，想當初在唸生理心理學的時候得把腦的解剖位置圖給記住，在入門書籍大多就是點到為止了。
人的器官壞了，就會出現各種病，腦如果壞了，更會直接影響到我們的行為表現，例如失認症的人，他的視覺可能良好，可是不曉得他看到的是什麼，而半邊忽略症的人，永遠只注意到一邊（通常是忽略左邊，）另外還有失語症、失智症（以前稱作癡呆症）等等。
從解剖學上看來，我們每個人都有兩個腦半球，對於各種認知功能各有優勢，也許你曾經在Discovery看到關於異手症的報導，會讓你直接推想一個人存有兩個人格的可能性。不要忘記了，雖然大腦會有功能側化，但他們是透過胼肢體持續地溝通，也許你該看看下面這段話：
(p.44)
對腦的功能，人們有無限的好奇，正因如此，坊間有很多所謂寫給「大眾」的書，過分的誇張二腦的功能差別，有的甚至說左腦控制著邏輯思想，它可以分析、運算數字、理化性等等；而右腦是直覺的、藝術的、整體性的，有的更說西方的科學和邏輯思想與東方的文化和神秘都在於左右腦的不同，這些都是無稽之談。完全沒有一個科學證據來說左右腦可以如此區分，就如Jerre Levy，一位專門於腦功能研究的著名心理學家說的：「……這些流行的說法(或是神話)是誤解科學，是這些人自己的希望，完全沒有任何科學證據的。我們必須要記得，一個正常人並不是只有半個腦或是兩個腦，而是有一個完整腦，它的每個半球各自貢獻所能……我們只有一個腦，而這個腦創造了唯一的精神自我。」(Levy,1985)
這是本次的簡介，這樣的介紹不能完全講出書本上的知識，還是記得看書喔！
參考書目：心理學，洪蘭譯，H. Gleitman著，遠流出版，民86。
如果你對大腦病變造成的行為改變有興趣，可以閱讀：
《錯把太太當帽子的人》，孫秀惠譯，O.Sacks著。天下文化。
《火星上的人類學家》，孫秀惠譯，O.Sacks著。天下文化。
最近還有一本《睡人》，即是電影睡人的原著，也是O.Sacks著。
這本是神經科醫師所寫的書，淺顯易懂：
《認識腦 保護腦 開發腦》，朱迺欣著，民86，健行文化，保健叢書11。
如果你對神經有興趣，可以閱讀：
《驚異的假說》，劉明勳譯，Francis Crick著。天下文化。書的第二部份即是在講神經的運作。
Brain Connection http://www.brainconnection.com 關於腦神經科學的網頁
PubMed medline query http://www.ncbi.nlm.nih.gov 關於生物科技的搜尋網站